3.角度测量.ppt

1、2.1水平角测量原理1水平角的测量原理水平角是指被夹在金属铅平面之间的、穿过空间的两个相交方向线所形成的二面角，其中，差值是0到360。 空间上的两条直线OA和OB相交于点o，将点a、o、b在垂直方向上与水平面心理投射，得到对应的心理投射点a、o、b，水平线OA与OB所成的角度是两条方向线构成的金属铅面之间的角度、即水平角。 水平角的大小与地面点的高程无关。 测量角度的仪器在测量水平角时必须具备两个基本条件： (1)能够水平放置，并且其中心与方向线的升交点位于同一垂直线上的刻度圆盘水平刻度盘(2)需要瞄准远方的营销对象的望远镜，在水平面和垂直面内全圆旋转，用望远镜将高低不同的营销对象a和b 图

2、中的水平角度是a和b两个方向的读数之差：=b-a，2竖直角的测量原理竖直角是指同一金属铅面内某目标方向的视线与水平线之间的角度，也称为竖直角或高度角度的竖直角的角度值为090。 视线与铅垂线形成的角度称为天顶距离，天顶距离z的角度值的范围为0180。 视线在水平线以上时的垂直角称为仰角，角的值为正，视线在水平线以下时为俯角，角度值为负，如图2-2所示。 由此可知，测角器经纬仪还需要能够垂直放置的拨盘垂直度盘或竖盘。 2.2经纬仪的结构和使用(1)光学经纬仪的分类按物理特性：光标经纬仪、光学经纬仪和电子式经纬仪。 按测角精度分类： DJ07一次水平方向的误差0.7:是一等三角用DJ1次水平方向的

3、误差1.0:是一等三角用的测定DJ2水平方向的误差2.0:是三等三角用的测定dj61次水平方向的误差6.0:是地形测量图，用于一般工程。 DJ是“大地”“经纬仪”的对外汉语大头针入缩略词。 (二) DJ6光学经纬仪DJ6经纬仪是广泛应用于地形测量、工程和矿山测量的光学经纬仪。 主要由对准部和底座两大部分构成。 1 )化学基台部分为了支撑化学基台瞄准部，在上面有3个脚螺旋，其作用是整平器2 )瞄准部是经纬仪的主要零配件，瞄准部部分的零配件有水准管、光学点器、斯坦共和国、横轴、垂直拨盘、望远镜、拨盘引导人系统等。 (1)光学光斑是小型的外光式望远镜，在设备平坦的情况下，如果光斑的中心与站的中心重合

4、，则垂直轴的位置与通过站的中心的铅垂线重合，将该过程称为设备的对中。 (2)望远镜的构成：物镜1、目镜2、内聚焦透镜3及十字分划线4、使各部分的作用物镜-远方目标成像于十字分划线的目镜-放大物像、使十字线段画图板清晰的内聚焦透镜-由于营销对象与设备的距离不同那是凹透镜的定径套。 十字分划线-接受物像。 连接十字线的中心和物镜的中心的线被称为望远镜的视准轴，能够正确地照射目标。 望远镜的成像原理、望远镜的性能是放大率、视角、分辨率。 放大率：之所以能用望远镜望远，是因为增大了对目标眼睛的张角2。 定义：放大率是用望远镜看到的营销对象图像与人眼睁开角的正切和该营销对象与人眼睁开角的直接正切之比。

5、在式(=tan2/tan1=f物/f )中，f物、f分别是物镜和目镜的焦距长度。 视角2定义：视角是人眼通过望远镜看到的物面范围的边缘相对于物镜中心的张角。 由此可知，由于一般为0.52.0、2=(2/3)f)第f条/f物2000/，因此当视场角增大时，放大率必定缩小。 视角大，也有助于寻找观察对象，提高观察速度。 分辨率定义：分辨率是望远镜区分相邻两个物体的能力，用识别角表示。通常，当两个点对肉眼的视角小于60时，不能清楚地识别，并且望远镜的极限分辨率提高了一倍(放大率)。 因此，有时使用以下的近似式来校正望远镜的分像角：=60/，望远镜的使用方法目镜对光：使十字丝分画图板清晰的物镜对光：使

6、对象像落入十字丝分画图板而消除视差：视差是因为营销对象的成像不在十字分划线。 3 )拨盘部分DJ6的光学经纬仪拨盘具有水平拨盘和垂直度拨盘，均为光学玻璃制。 水平拨盘沿全圆从0到360以逆时针方向绘制，并且最小网格值通常为1或30。 4 )拨号盘读取装置和读取方法光学经纬仪读取系统包含水平和垂度盘、螺旋测微器装置、读取显微镜等若干部分。 水平拨盘和垂直拨盘上的拨盘刻划的最小格子值通常为1或30，如果读取小于一个格子值的角度值，则螺旋测微器装置、DJ6级光学经纬仪的螺旋测微器装置需要螺旋测微器和平行玻璃式螺旋测微器两种。 (1)测量微尺度的读取装置现在正在新生产DJ6级光学经纬仪。 在读取显微镜

7、的视野中，拨盘上的分割线被显微镜放大而在该分割板上成像，拨盘的最小格子值(60 )的成像宽度与分割板的分割线之间的长度恰好相等，分割线被分为60个小格子，注释方向与拨盘相反，该60个小格子如图2-7所示：水平拨盘的读取值为10004.5垂直度拨盘的读取值为8906.3，5，5 )水平仪光学经纬仪有23个水准，其作用是使处于工作状态的经纬仪的垂直轴垂直，水平拨盘水平。 (1)管级的管级安装在瞄准部，其作用是机器准确平坦。 (2)园水平仪园水平仪用于粗略的整平器。 灵敏度低，其价值为82mm，2.3测量电路法及方向法测量水平角水平角观测的工作环节包括经纬仪的设置、目标、读数和记录。 1、经纬仪布置

8、包括将经纬仪正确地布置在测量站中，以及中和整平两个步骤： 1 )对中是指将设备的纵轴定径套到与过测量站的铅垂线重叠的位置。 首先，根据观测者的身高调整三脚架的长度，展开脚手架，使三脚架的头部基本保持水平。 从设备壳体中取出经纬仪，在三脚架的中心拧入经纬仪底板的螺纹孔中。 定心可以用吊坠或光学定心进行。 a )垂直球对中垂直球悬挂在中心螺旋下部的钩状体上，将垂直球线的长度调整到垂直球的前端和地面点之间的垂直距离2毫米，垂直球的前端和地面点的中心偏差大时通过移动设备，偏差大时通过三脚架，使垂直球的前端与地面点的中心大致一致， 偏移大于2mm时松开螺旋，用三脚架头移动微型移动设备b )在光学点对中调

9、节光学点的目镜、物镜的焦点调节螺旋，转动视野中的标识牌圆(或十字线)和地面目标云同步清晰的脚丫子螺旋，地面的点就是点器的标识牌中心此时，由于底座不水平，因此圆水平仪的气泡不在中央。 调节三脚架的长度，使圆形水平的气泡居中，再调节脚丫子螺旋，使水平刻度盘的管子在任何方向的气泡都居中。 光点对的误差应小于1mm。 2 )调平是使机器的纵轴垂直，垂直度盘是使垂直平面、水平拨盘和横轴水平的过程。 在正确平整之前必须使脚丫子台的头部大致水平，调节底座上的三个脚丫子的螺旋，使瞄准部的水准管无论哪个方向气泡都处于中央的方法是“左手螺旋的法则”。 注意上述校准、校准交替进行，最终即使设备的垂直轴垂直，也请确保

10、垂直的垂直轴与通过地面定位站标记中心的铅垂线重合。2 .对准点上的对准标记和对准方法对准标记：测定角度时，将有机器的点称为对准点，将远方的目标点称为对准点，必须在对准点设置对准标记使营销对象营销对象的方法和步骤：1)将望远镜对准天空等明亮的背景，对准目镜的焦点调整螺旋，使十字最清晰。 2 )旋转对准部，通过望远镜上的外筒，配合目标，紧固水平及垂直刹车器间谍拉尔。 3 )转动物镜的焦点调节螺旋，直到目标成像最清晰，转动垂直微动螺旋和水平微动螺旋，目标成像的几何中心和十字线的几何中心(纵线)重叠，精确瞄准目标。 注意：请注意消除视差。 3水扁观测方法地上测量水平角观测方法有测量回归法和方向观测法。

11、 (1)测量回归法适于观测在两个方向上形成的单板的左位置(纵盘在望远镜的左侧也称为正镜):(1)围绕顺时针旋转对准开始目标a (也称为观测的零方向)，读取水平刻度盘的读取值a (2)放松水平刹车器螺钉顺时针对准瞄准部对准营销对象b，读取水平拨盘读取值b的左取得盘左位置时的上半部分的测定旋转角值：左=B左a左以上上半部分的测定旋转，盘的右位置(纵盘在望远镜的右侧也称为逆镜):(3)使望远镜逆旋转，逆时针旋转(4)逆时针旋转瞄准部瞄准营销对象a，在读取水平拨盘读取值a的右侧的盘右位置的下半部分观测到的角度值：右=B右a右这样的过程被称为下半部分测定。 上、下半部分测定DJ6级光学经纬仪，如果上、下

12、半部分的测定角度差的界限差为40以下，则以测定盘左盘右水平角的平均值的角度值：=(左右)/2盘左、盘右观测水平角b取其中的值，能够抵消大部分的设备误差的测定角度，2 )方向(1)观测计程仪程序盘左位置： A-B-C-D-A盘右位置： A-D-C-B-A再次瞄准营销对象a而称为零定径套，进行零定径套观测的目的是检查拨号盘是在观测中的半测定回归零差零方向归零方向值一零方向开始方向值(2)全圆方向观测法记录校正表记录说明： a .记录顺序：从盘左上方向下，从盘右下方向上b .校正算法2C值：2C值即视准误差的2倍值，2C=盘左读取值(盘右读取值180 )，2C本身是一定的，因此2C的变化是观测品质c

13、 .校正半测定回归零差零方向归零方向值一零方向开始方向值，对于DJ6经纬仪，允许值(界限值)为18。 左=00218-00212=6右=1800208-00200=8， d .一次盘左、盘右方向平均值： 2C的变化不大的情况下，将盘左、盘右读取值的平均值取其方向一次的最终方向值(其中，e .零定径套方向值的校正运算：零方向a的平均值(4个值的平均值)作为00000，除此以外的各方向的方向值对于f.DJ6经纬仪，各测定的同一方向的方向值相互不重叠(在24的情况下，将各观测方向的平均值设为最终值)。 (3)拨号变换测量次数多时，在测量次数之间变更拨号位置，减弱拨号区分的不均匀对测量角的影响。 如果

14、观测n个测定次数，则每次测定次数的变化值为180/n。 观察3个测量电路时，请将各测量电路板(零方向)分别设为0、60、120。4竖直角的观察方法望远镜的视线水平，指标水平管的气泡在中央时，无论盘的左右，其读数必须为一定值。 通常在90或270，称为初始读取值1 )竖直角的校正盘的左时左=90-L右=r-270，2 )垂直盘的指标差其校正公式： x=1/2(a右-a左)或x=1/2(L R-360 )，3 ) riser指标差和容许检验误差对如果统一站上的各方向的指标相互差或同一方向的各测量次数指标差不应超过220的容许误差，则其中一个测量垂直角a=1/2(a左a右)，2.4光学经纬仪的检测和

15、校准方法经纬仪是测角仪，从测角原理可以看出，(1)确切的双面角标准面必须垂直(2)水平刻度盘必须水平，才能正确测量双面角。 另一方面，光学经纬仪应满足的几何条件经纬仪有纵轴(纵轴) VV、水准管轴LL、视准轴ZZ、水平轴(横轴) HH及圆水准轴OO等几个大轴线。 瞄准轴是连接望远镜的物镜中心和十字线中心的线，是瞄准目标时的视线。 纵轴是对准部的旋转轴，通常使用时要保持铅直，水准管轴位于气泡的中央时，请水平。圆水平轴是该气泡位于中央时，请铅直。横轴是望远镜的旋转轴，正常状态必须是水平。 为了保证经纬仪的正常使用，上述各轴线之间必须满足测量角的一定几何关系。 (1)水平管轴垂直于纵轴(LLVV )

16、为LL电平时，保证VV的铅直(2)圆电平轴平行于纵轴(oovv ) (3)视准轴垂直于横轴(ZZHH )为HH电平时，为ZZHH，视准面为铅直(4) 如果保证垂直的VV是铅垂的，保证HH上的VV，则保证HH的电平，ZZ扫出的视准面是铅垂的(5)十字线纵线也保证垂直于横轴的(6)竖盘指标处于正确的位置(7)光学上大头针点的视准轴位置是正确的。 经纬仪检测校准1 )水平管轴垂直于纵轴的检测校准(LLVV) (1)检测大致平坦的仪器，并调节该脚丫子螺旋使水平仪气泡居中，使水平管轴与仪器中任一两脚丫子的螺旋线平行。 再次转动对照部180，如果气泡还在中央，则说明其几何条件被满足，否则必须校正设备。 (

17、2)修正调整与水平管平行的一对脚丫子的螺旋，使气泡移动向中央偏移的值的一半，用修正针调整水平管的修正螺旋，从一端的水平管的一端上升或下降到气泡的中央，在任何位置重复数次，直到气泡的偏移值在1格以内。 (2)圆形水准的检查和校正(1)检查：在水准管轴校正的基础上，将经纬仪弄平，圆形水准的气泡不在中央时进行校正。 (2)校正：用校正针移动圆水准下的校正螺丝，使圆水准的气泡居中即可，(3)十字丝的纵丝与器械的水平轴垂直的检查校正(1)用检查方法使器械平坦，瞄准一个明显的目标点，将瞄准部和望远镜刹车器，转动望远镜的微动螺丝，使望远镜的视线在垂直面内上下均匀地转动(2)校正方法取下目镜的盖，看到十字环，首先拧松4个固定螺钉，微旋转目镜筒，此时十字板也旋转相同的角度，调整为望远镜的视线上下旋转时的成像始终在纵线上移动，校正后安装盖。 (3)检测基准轴与水平轴垂直的检测校正(ZZHH) (1)检测原理将检测基准